Keefektifan Ekstrak Akar Kudzu (Pueraria javanica) dan Ekstrak Daun Teh (Camellia sinensis L.) dalam Kemasan sebagai Pelindung Ultra Violet untuk Spodoptera litura F. Nucleopolyhedrovirus (SlNPV)
KEEFEKTIFAN EKSTRAK AKAR KUDZU (Pueraria javanica)
DAN EKSTRAK DAUN TEH (Camellia sinensis L.) DALAM
KEMASAN SEBAGAI PELINDUNG ULTRA VIOLET UNTUK
Spodoptera litura F. NUCLEOPOLYHEDROVIRUS (SlNPV)
REKA PRADANA
DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2012
ABSTRAK
REKA PRADANA. Keefektifan Ekstrak Akar Kudzu (Pueraria javanica) dan
Ekstrak Daun Teh (Camellia sinensis L.) dalam Kemasan sebagai Pelindung Ultra
Violet untuk Spodoptera litura F. Nucleopolyhedrovirus (SlNPV). Dibimbing
oleh R. YAYI MUNARA KUSUMAH.
Kelemahan SlNPV pada saat diaplikasikan di lapangan yaitu menurunnya
keefektifan SlNPV setelah terpapar sinar matahari khususnya sinar ultraviolet.
Sebagai upaya mengatasi hal tersebut perlu dilakukan rekayasa formulasi untuk
meningkatkan keefektifan SlNPV dengan menambahkan senyawa yang bersifat
sebagai pelindung terhadap sinar ultraviolet. Bahan tambahan untuk melindungi
NPV dari sinar matahari diantaranya daun teh dan akar kudzu (P. javanica).
Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh informasi mengenai potensi ekstrak
akar kudzu (P. javanica) dan ekstrak daun teh (C. sinensis) dalam kemasan
sebagai UV protektan NPV. Perlakuan yang diberikan yaitu suspensi SlNPV
ditambah 0,1%, 0,5%, 1% ekstrak akar kudzu (P. javanica) dan 1% ekstrak daun
teh (C. sinensis) kemudian dijemur di bawah sinar matahari dengan waktu
pemaparan 0, 1, 2, dan 3 jam. Suspensi yang telah dijemur diaplikasikan ke daun
kedelai dengan metode celup daun. Larva S. litura instar 3 dimasukkan ke dalam
wadah yang berisi daun yang telah mendapatkan perlakuan virus. Pengamatan
terhadap kematian larva dilakukan setiap hari sampai semua larva mati atau
menjadi pupa. Pada perlakuan dengan bahan tambahan UV protektan, laju
kematian S. litura dalam waktu 5 hari sudah mencapai kematian 100%.
Penambahan kensentrasi perlakuan ekstrak akar kudzu (P. javanica) dan ekstrak
daun teh (C. sinensis) dalam kemasan pada SlNPV efektif digunakan sebagai
pelindung SlNPV dari sinar matahari.
Penelitian menunjukkan bahwa
penambahan ekstrak akar kudzu P. javanica dan daun teh dalam kemasan (C.
sinensis) pada SlNPV efektif digunakan sebagai bahan tambahan dan pelindung
SlNPV dari sinar ultra violet.
Kata Kunci : Spodoptera litura, SlNPV, UV protektan, Teh, Kudzu (P. javanica)
KEEFEKTIFAN EKSTRAK AKAR KUDZU (Pueraria javanica)
DAN EKSTRAK DAUN TEH (Camellia sinensis L.) DALAM
KEMASAN SEBAGAI PELINDUNG ULTRA VIOLET UNTUK
Spodoptera litura F. NUCLEOPOLYHEDROVIRUS (SlNPV)
REKA PRADANA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian di Departemen Proteksi Tanaman
DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2012
Judul
Nama
NIM
: Keefektifan Ekstrak Akar Kudzu (Pueraria javanica) dan
Ekstrak Daun Teh (Camellia sinensis L.) dalam Kemasan
sebagai Pelindung Ultra Violet untuk Spodoptera litura F.
Nucleopolyhedrovirus (SlNPV)
: Reka Pradana
: A34070056
Menyetujui,
Pembimbing
Dr. Ir. R. Yayi Munara Kusumah, M.Si.
NIP 19650905 199002 1 001
Mengetahui,
Ketua Departemen Proteksi Tanaman
Dr. Ir. Abdjad Asih Nawangsih, M.Si.
NIP 19650621 1989100 2 001
Tanggal lulus:
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Rangkasbitung, Banten pada tanggal 18 November
1989. Dari ayah Rohman S.Pd dan ibu Umaryah. Penulis merupakan anak
pertama dari dua bersaudara.
Tahun 2002 penulis menyelesaikan pendidikan sekolah dasar di SDN
Sindang Mulya II. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan ke SLTPN 3
Rangkasbitung dan menyelesaikan masa belajar pada tahun 2004, kemudian pada
tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan ke SMAN 2 Rangkasbitung dan
lulus pada tahun 2007.
Pada tahun yang sama penulis diterima di Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI pada Program Studi
Proteksi Tanaman. Selama menjalani pendidikan di Institut Pertanian Bogor,
pada tahun 2009 sampai 2010 penulis aktif di kepengurusan organisasi Himasita
Departemen Proteksi Tanaman, pada tahun 2010 sampai 2011 aktif dalam
komunitas perkusi IPB.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
rahmat dan karunia yang telah diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan
penyusunan skripsi yang berjudul “Keefektifan Ekstrak Akar Kudzu (Pueraria
javanica) dan Ekstrak Daun Teh (Camellia sinensis) dalam Kemasan sebagai
Pelindung Ultra Violet untuk Spodoptera litura Nucleopolyhedrovirus (NPV)”.
Skripsi ini merupakan syarat untuk memperoleh gelar sarjana pertanian di
Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor. Pada
kesempatan ini penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang tulus kepada:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Keluarga yang selalu memberikan do’a, dorongan, motivasi serta
dukungannya kepada penulis.
Dr. Ir. R. Yayi Munara Kusumah, M.Si., selaku dosen pembimbing skripsi
atas segala bimbingan, arahan, dan saran-sarannya kepada penulis dalam
penyusunan skripsi.
Dr. Ir. Sri Hendrastuti Hidayat, M.Sc., selaku dosen penguji tamu yang
telah memberi bantuan berupa saran maupun motivasi kepada penulis.
Dr. Ir. Teguh Santoso, DEA., selaku kepala laboratorium patologi serangga
yang telah memberi bimbingan dan bantuannya selama penelitian di
Laboratorium Patologi Serangga Departemen Proteksi Tanaman.
Dr. Ir. Dadan Hindayana, M.Sc., selaku dosen pembimbing akademik yang
telah memberi bimbingan akademik selama di Departemen Proteksi
Tanaman.
Seluruh dosen dan staf pegawai di lingkungan Departemen Proteksi
Tanaman atas dukungan dan saran yang diberikan kepada penulis.
Teman-teman Departemen Proteksi Tanaman angkatan 43 khususnya
Ellyta Sariani SP, M. Eldiary Akbar SP, angkatan 44 Dolpina A Ratissa SP,
Lutfi Afifah SP, Agus Setiawan, Gamatriani Markhamah SP, Rizki
Israhayu, Anik Nurhayati SP, angkatan 45, angkatan 46 khususnya Annisa
Nurfajrina, Desy Permatasari dan angkatan 47 khususnya Muhammad
Fauzi syabani serta Dr. Irwan Lakani, SP,M.Si., yang telah membantu
penelitian penulis serta memberikan saran dan motivasi.
Akhirnya ucapan terima kasih penulis ucapkan pada rekan-rekan yang
terlibat dalam proses penyelesaian tugas akhir. Penulis berharap semoga hasil
penelitian ini dapat memberikan manfaat yang sebesar-besarnya bagi yang
memerlukan.
Bogor, Januari 2012
Reka Pradana
ix
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ........................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
x
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................
xi
PENDAHULUAN .......................................................................................
Latar Belakang .................................................................................
Tujuan ..............................................................................................
Manfaat ............................................................................................
Hipotesis...........................................................................................
1
1
3
3
3
TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................................
Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae) ....................................
Morfologi dan Bioekologi .......................................................
Gejala Serangan ......................................................................
Tanaman Inang S. litura ..........................................................
Nucleopolyhedrovirus (NPV) ..........................................................
Morfologi dan Stuktur .............................................................
Spodoptera litura Nucleopolyhedrovirus (SlNPV) ..........................
Patogenisitas............................................................................
Mekanisme Mematikan Inang dan Siklus Hidup NPV
di Alam ....................................................................................
Keunggulan dan Kekurangan SlNPV ......................................
Bahan Pelindung Ultraviolet untuk SlNPV ......................................
Kudzu (Pueraria javanica) ....................................................
Teh (Camellia sinensis) .........................................................
4
4
4
5
5
5
5
6
6
BAHAN DAN METODE ...........................................................................
Tempat dan Waktu ..........................................................................
Alat dan Bahan ................................................................................
Pemeliharaan Serangga Uji .............................................................
Purifikasi Suspensi Polihedra ..........................................................
Uji Toksisitas ..................................................................................
Bahan UV Protektan .......................................................................
Pengaruh Lama Penyinaran terhadap SlNPV ..................................
Uji Efektifitas Bahan Tambahan Akar Kudzu dan Daun Teh .........
Rancangan Percobaan .....................................................................
Analisis Data ....................................................................................
10
10
10
10
11
11
12
12
13
14
14
HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................
Gejala Infeksi SlNPV pada S. litura.................................................
Toksisitas SlNPV terhadap S. litura pada Berbagai
Konsentrasi.......................................................................................
Interaksi Antara Bahan Campuran Ekstrak dan Waktu
Pemaparan SlNPV ............................................................................
15
15
7
7
8
8
9
16
17
x
viii
KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................
23
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................
24
LAMPIRAN .................................................................................................
27
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Toksisitas SlNPV terhadap larva S. litura dengan metode
perlakuan pakan .....................................................................................
16
2 Sidik ragam interaksi antara perlakuan bahan campuran
ekstrak (virus dan ekstrak) dan waktu penjemuran ................................
17
3 Rata-rata kematian larva S. litura setelah perlakuan SlNPV
dan UV protektan pada akhir pengamatan .............................................
18
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Polihedra SlNPV .....................................................................................
16
2 Rata-rata kematian larva S. litura pada berbagai tingkat
konsentrasi SlNPVdan UV protektan pada akhir pengamatan ................
17
3 Laju mortalitas S. litura pada berbagai bahan campuran ekstrak
dengan perlakuan pemaparan UV (a) 0 jam, (b) 1 jam ..........................
20
4 Laju mortalitas S. litura pada berbagai bahan campuran ekstrak
dengan perlakuan pemaparan UV (a) 2 jam, (b) 3 jam ..........................
21
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Tabel persentase rata-rata mortalitas harian larva S. litura 0 jam ............
28
2 Tabel persentase rata-rata mortalitas harian larva S. litura 1 jam ............
28
3 Tabel persentase rata-rata mortalitas harian larva S. litura 2 jam ............
29
4 Tabel persentase rata-rata mortalitas harian larva S. litura 3 jam ............
29
5 Foto larva S. litura ..................................................................................
30
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Produksi kedelai di Indonesia pada tahun 1995 dengan luas panen 1,48 juta
ha dan produksi 1,52 juta ton. Luas panen terus menurun pada tahun 2007
mencapai 31% dengan produksi hanya 592 ribu ton. Kebutuhan kedelai untuk
konsumsi dalam negeri pada tahun 2007 mencapai 1,94 juta ton, sehingga
kekurangannya harus dipenuhi melalui impor yang cukup banyak. Pada tahun
2020, penduduk Indonesia diperkirakan akan mencapai 278 juta jiwa dan
konsumsi kedelai per kapita 9,46 kg/tahun, sehingga dibutuhkan 2,6 juta ton
kedelai (Departemen Pertanian 2008).
Salah satu masalah dalam proses produksi kedelai di Indonesia adalah
gangguan hama. Berdasarkan hasil identifikasi terhadap 9 jenis serangga hama
pemakan daun, ulat grayak (Spodoptera litura F.) merupakan salah satu jenis
hama pemakan daun kedelai yang sangat penting.
Kehilangan hasil akibat
serangan hama tersebut mencapai 80%, bahkan puso jika tidak dikendalikan
(Direktorat Perlindungan Tanaman Pangan 2008).
Di sentra produksi kedelai di daerah Banyuwangi, 90% petani menggunakan
insektisida kimia (Marwoto 1992). Penggunaan insektisida kimia sintetik selain
berdampak positif juga berdampak negatif karena berbahaya bagi serangga non
target serta berbahaya bagi lingkungan dan manusia (Tengkano et al. 1992).
Penggunaan insektisida kimia yang tidak bijaksana di lahan kedelai berdampak
buruk terhadap kelangsungan hidup musuh alami (Endo et al. 1988). Penggunaan
insektisida kimia dapat mengakibatkan munculnya hama baru, resistensi, dan
resurgensi (Armes et al. 1995). Penggunaan insektisida kimia dilakukan untuk
mengendalikan hama pada tanaman kedelai salah satunya adalah S. litura.
Patogen adalah salah satu alternatif pengendalian menggunakan musuh
alami. Terdapat beberapa jenis agens yang menyebabkan penyakit pada serangga,
yaitu bakteri, cendawan, nematoda, protozoa, dan virus. Nucleopolyhedrovirus
(NPV) adalah virus yang menyebabkan polihedrosis pada larva lepidoptera.
Spodoptera litura Nucleopolyhedrovirus (SlNPV) telah banyak digunakan dalam
mengendalikan larva Spodoptera litura (Cough & Ignoffo 1981; Okada 1977;
2
Tanada & Kaya 1993).
spesifik sehingga
lingkungan.
Keunggulan dari penggunaan SlNPV yaitu bersifat
tidak berdampak negatif bagi musuh alami, manusia dan
Penggunaan agens hayati SlNPV sangat berpeluang untuk
menggantikan atau setidaknya mengurangi penggunaan insektisida kimia di lahan
kedelai (Stairs- Fraser, 1981; Bull et al. 1979).
Menurut Smith (1987) dan Young (2003), kelemahan SlNPV pada saat
diaplikasikan di lapangan yaitu menurunnya keefektifan SlNPV setelah terpapar
sinar matahari, khususnya sinar ultraviolet. Sebagai upaya mengatasi hal tersebut
perlu dilakukan rekayasa formulasi untuk memelihara keefektifan SlNPV dengan
menambahkan senyawa yang dapat bersifat sebagai pelindung terhadap sinar
ultraviolet.
Bahan tambahan untuk melindungi NPV dari sinar matahari diantaranya
lignosulfat (Tamez-Guerra et al. 2000), epigallocatechin gallate, caffeic acid,
chlorogenic acid, galat acid, tannic acid, apigenin, naringenin, luteolin, dan
thymonin. Selain bahan-bahan tersebut, beberapa bahan nabati telah digunakan
sebagai UV protektan, contohnya tanaman kudzu (Pueraria lobata) dan teh
(Camellia sinensis). Ekstrak akar kudzu dengan konsentrasi 0,9% dilaporkan
Shapiro
et
al.
(2009)
mampu
melindungi
Spodoptera
exigua
MultiNucleopolihedrovirus dari pemaparan sinar UV, sehingga menyebabkan
kematian serangga uji mencapai 100%. Tanaman kudzu yang mudah ditemukan
di Indonesia adalah spesies Pueraria javanica. Tanaman ini mudah didapatkan di
lapang, merupakan tanaman merambat, dan digunakan sebagai tanaman penutup
tanah.
P. javanica mengandung epigallocatechin gallate yang mampu
melindungi virus dari pemaparan sinar UV. Daun teh 1% dilaporkan Shapiro et
al. (2009) mampu melindungi SeMNPV dari pemaparan sinar UV, sehingga
menyebabkan kematian serangga uji mencapai 94%. Daun teh mengandung
epigallocatechin gallate, caffeic acid, dan apigenin berfungsi sebagai pelindung
ultra violet (Shapiro et al. 2009).
3
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk menguji keefektifan ekstrak akar kudzu
P. javanica dan daun teh C. sinensis dalam kemasan sebagai UV protektan
Nucleopolyhedrovirus (NPV).
Manfaat
Memberikan informasi mengenai potensi ekstrak akar kudzu P. javanica
dan daun teh C. sinensis dalam kemasan sebagai UV protektan NPV.
Hipotesis
Ekstrak akar kudzu P. javanica dan daun teh C. sinensis dalam kemasan
mampu melindungi NPV dari radiasi sinar matahari langsung.
TINJAUAN PUSTAKA
Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae)
Morfologi dan Bioekologi
Spodoptera litura termasuk dalam ordo Lepidoptera, famili Noctuidae,
genus Spodoptera dan spesies litura. Hama ini bersifat polifag mempunyai
kisaran inang yang cukup luas, sehingga sulit dikendalikan. Strategi pengendalian
hama yang efektif dapat disusun dengan mempelajari bioekologi hama (Marwoto
& Suharsono 2008).
Sayap ngengat bagian depan berwarna coklat, dan sayap belakang
berwarna keputihan dengan bercak hitam. Kemampuan terbang ngengat pada
malam hari mencapai 5 km. Telur diletakkan pada bagian daun atau bagian
tanaman lainnya, baik pada tanaman inang maupun bukan inang, bentuk telur
bervariasi. Kelompok telur tertutup bulu seperti beludru yang berasal dari bulubulu tubuh bagian ujung ngengat betina, berwarna kuning kecoklatan, diletakkan
berkelompok masing-masing 25−500 butir (Marwoto & Suharsono 2008).
Larva mempunyai warna yang bervariasi, memiliki kalung (bulan sabit)
berwarna hitam pada segmen abdomen keempat dan kesepuluh. Pada sisi lateral
dorsal terdapat garis kuning. Larva yang baru menetas berwarna hijau muda,
bagian sisi coklat tua atau hitam kecoklatan, dan hidup berkelompok. Beberapa
hari setelah menetas, larva menyebar dengan menggunakan benang sutera dari
mulutnya. Pada siang hari, larva bersembunyi di dalam tanah atau tempat yang
lembab dan menyerang tanaman pada malam hari atau pada intensitas cahaya
matahari yang rendah. Larva berpindah ke tanaman lain secara bergerombol
dalam jumlah besar. Perilaku larva instar akhir mirip larva tanah Agrotis ipsilon,
namun terdapat perbedaan yang cukup mencolok, yaitu pada larva S. litura
terdapat tanda bulan sabit berwarna hijau gelap dengan garis punggung gelap
memanjang. Pada umur dua minggu, panjang larva sekitar 5 cm (Arifin 1988).
Larva berkepompong di dalam tanah, membentuk pupa tanpa rumah pupa
(kokon), berwarna coklat kemerahan dengan panjang sekitar 1,60 cm. Siklus
hidup berkisar antara 30−60 hari (lama stadium telur 2−4 hari). Stadium larva
terdiri atas 5 instar yang berlangsung selama 20−46 hari. Lama stadium pupa
8−11 hari. Seekor ngengat betina dapat meletakkan 2.000−3.000 telur.
5
Larva S. litura tersebar luas di Asia, Pasifik, dan Australia. Di Indonesia,
hama ini terutama menyebar di Nanggroe Aceh Darussalam, Jambi, Sumatera
Selatan, Jawa Barat, Jawa Tengah, DI Yogyakarta, Bali, Nusa Tenggara Barat,
Sulawesi Tengah, Sulawesi Selatan, Maluku, dan Papua (Marwoto & Suharsono
2008).
Gejala serangan
Larva instar awal merusak daun dengan meninggalkan sisa-sisa epidermis
bagian atas dan tulang daun. Larva instar akhir merusak tulang daun dan kadangkadang menyerang polong. Biasanya larva berada di permukaan bawah daun dan
menyerang secara serentak dan berkelompok.
Serangan berat menyebabkan
tanaman gundul karena daun dan buah habis dimakan larva. Serangan berat pada
umumnya terjadi pada musim kemarau, dan menyebabkan defoliasi daun yang
sangat berat (Departemen Pertanian 2008).
Tanaman inang S. litura
Larva S. litura adalah serangga polifag yang dapat menyerang tanaman
pangan maupun tanaman perkebunan. Beberapa tanaman yang dapat diserang
oleh hama ini diantaranya cabai, kubis, padi, jagung, tomat, tebu, buncis, jeruk,
tembakau, bawang merah, terung, kentang, kacang-kacangan (kedelai dan kacang
tanah), kangkung, bayam dan pisang.
Selain itu tanaman hias dan gulma
(Limnocharis sp., Passiflora foetida, Ageratum sp., Cleome sp., Clibadium sp. dan
Trema sp) juga dapat diserang oleh hama ini (Departemen Pertanian 2008).
Nucleopolyhedrovirus (NPV)
Morfologi dan Struktur
Nucleopolyhedrovirus merupakan salah satu anggota genus Baculovirus,
famili Baculoviridae.
Famili Baculoviridae terdiri dari tiga genus, yaitu
Nucleopolyhedrovirus (NPV), Granulovirus (GV) dan Non-occluded baculovirus
(Murphy et al. 1995).
6
Badan inklusi merupakan kristal matriks protein dengan bentuk yang tidak
beraturan. Matriks protein ini yang menyelimuti partikel virus. Matriks protein
inilah yang disebut dengan Polyhedral Inclusion Body (PIB) (Ahmad et al. 2008).
Polyhedral Inclusion Body dapat dilihat dengan mikroskop cahaya. Kerapatan
PIB dalam suatu larutan digunakan sebagai satuan untuk menentukan konsentrasi
dan dosis NPV. Diameter polyhedra berukuran antara 0,05 – 15,00 µm. Bentuk
polyhedra tergantung pada jenis serangga inang yang terinfeksi NPV (Maddox
1975). Partikel NPV yang terdapat dalam PIB berbentuk tongkat dengan ukuran
sekitar panjang 336 nm dan berdiameter 62 nm. Virion terbungkus oleh membran
yang disebut amplop, jika dalam satu amplop terkandung satu partikel virus
disebut single nukleokapsid (SNPV). Jika dalam satu amplop terkandung lebih
dari satu partikel virus ini disebut multi nukleokapsid (MNPV) (Tanada & Kaya,
1993). Pada umumnya SNPV mempunyai inang yang lebih spesifik dibandingkan
dengan MNPV (Ignoffo & Couch 1981). Menurut (Tisley & Kelly 1985) ciri
khas NPV adalah adanya nukleokapsid berbentuk batang yang mengandung
untaian ganda deoxiribonucleic acid (DNA) yang panjangnya 250 – 400 nm dan
lebar 40 – 70 nm.
Spodoptera litura Nucleopolyhedrovirus (SlNPV)
Patogenisitas
Spodoptera litura Nucleopolyhedrovirus ditemukan dalam berbagai
jaringan seperti hemolimfa, badan lemak, hipodermis dan matriks trakea. Larva
yang terinfeksi SlNPV menunjukan gejala seperti, tubuhnya tampak berminyak,
disertai dengan pembengkakan dan warnanya berubah menjadi pucat kemerahan.
Gejala khas di lapangan, larva merayap ke pucuk tanaman kemudian mati dalam
keadaan menggantung dengan tungkai semunya menempel pada bagian tanaman.
Integumen larva mengalami lisis dan disintegrasi sehingga menjadi sangat rapuh.
Apabila sobek, dari dalam tubuh larva keluar cairan hemolimfa yang mengandung
banyak polihedra (Arifin 1993).
Nilai LC50 dan LC90 SlNPV untuk larva instar III, masing-masing sebesar
5,4 X 103 dan 4,1 X 104 polyhedra inclusion bodies (PIBs)/ml. Semakin muda
7
instar larva, semakin rentan terhadap SlNPV. Tingkat kerentanan larva instar I
100 kali lebih tinggi daripada larva instar V (Arifin 1993).
Mekanisme Mematikan Inang dan Siklus Hidup NPV di Alam
Proses infeksi NPV dimulai dengan tertelannya polihedra bersama pakan.
Di dalam saluran pencernaan yang memiliki pH basa (pH 9,0-10,5), selubung
polihedra larut sehingga membebaskan virion. Virion menginfeksi sel-sel saluran
pencernaan kemudian menembus dinding saluran dan masuk ke dalam rongga
tubuh. Dalam waktu 1-2 hari setelah polihedra tertelan, hemolimfa yang semula
jernih berubah menjadi keruh karena banyak mengandung polihedra. Larva instar
awal mati dalam dua hari, sedangkan larva instar akhir mati dalam 4-9 hari setelah
polihedra tertelan (Ignoffo & Couch 1981; Deacon 1983). Polyhedra Inclusion
Body dalam tubuh larva yang terserang ukurannya bervariasi tergantung pada
perkembangan stadium larva, tetapi pada beberapa jenis NPV, sebagian besar
polyhedra memiliki ukuran dan stadium pematangan yang hampir sama
(Granados & Federici 1986).
Keunggulan dan Kekurangan SlNPV
Spodoptera litura Nucleopolyhedrovirus berpotensi untuk dijadikan
bioinsektisida karena memiliki beberapa sifat yang menguntungkan antara lain :
(a) bersifat spesifik terhadap serangga sasaran sehingga aman bagi musuh alami,
(b) tidak menimbulkan residu berbahaya, (c) efektif terhadap inang atau hama
sasaran yang sudah resisten terhadap insektisida kimia, dan (d) kompatibel dengan
komponen pengendalian hama yang lain, termasuk insektisida kimia (Smith
1987).
Menurut Smith (1987) dan Young (2003), kelemahan SlNPV pada saat
diaplikasikan di lapangan yaitu menurunnya keefektifan SlNPV setelah terpapar
sinar matahari, khususnya sinar ultraviolet.
Arifin 1993 melaporkan bahwa
bahwa dosis 1,5 x 1012 PIBs/ha yang semula dinyatakan efektif terhadap ulat
grayak di rumah kaca dengan tingkat kematian larva 73%, menurun menjadi 33%
apabila diaplikasikan ke lapang. Salah satu faktor penyebab menurunnya tingkat
efektivitas SlNPV adalah sifatnya yang peka terhadap radiasi sinar surya.
8
Bahan Pelindung Ultraviolet untuk SlNPV
Untuk mencegah terjadinya inaktivasi karena radiasi sinar ultraviolet,
beberapa bahan pelindung telah digunakan, antara lain karbon, pewarna dengan
bahan dasar karbon, alumunium oksida, titanium dioksida, lempung, tepung, dan
bahan flourescent, seperti polyflavonoids dan bahan pemutih (Ignoffo & Couch,
1981). Bahan tambahan untuk melindungi NPV dari sinar matahari diantaranya
lignosulfat (Tamez-Guerra et al. 2000), epigallocatechin gallate, caffeic acid,
chlorogenic acid, galat acid, tannic acid, apigenin, naringenin, luteolin, dan
thymonin. Selain bahan-bahan tersebut, beberapa bahan nabati telah digunakan
sebagai UV protektan, contohnya tanaman kudzu (Pueraria lobata) dan teh
(Camellia sinensis) (Shapiro et al. 2009).
Tanaman kudzu yang mudah
ditemukan di Indonesia adalah spesies Pueraria javanica. Tanaman ini mudah
didapatkan di lapang, merupakan tanaman merambat, dan digunakan sebagai
tanaman penutup tanah. P. javanica mengandung epigallocatechin gallate.
Daun teh mudah diperoleh dan banyak dipasarkan. Daun teh (C. sinensis)
mengandung epigallocatechin gallate, caffeic acid, dan apigenin berfungsi
sebagai pelindung UVA dan UVB (Shapiro et al. 2009).
Ultraviolet A memiliki panjang gelombang antara 320-400 nm, UV B
antara 290 dan 320 nm. UV C berkisar antara 250-280 nm, diserap oleh lapisan
ozon dan tidak mencapai bumi (Sajap et al. 2007).
Tanaman Kudzu (P. javanica)
Tanaman kudzu di beberapa negara tropis telah dimanfaatkan dan
dibudidayakan sebagai pencegah erosi, obat-obatan, penutup tanah, pakan ternak,
pupuk hijau, serta seratnya telah dimanfaatkan sebagai bahan kerajinan, tali dan
kertas. Bagian umbi, daun dan bunga dapat diolah menjadi makanan. Akar dan
bunganya mengandung zat daidzin yang dapat digunakan sebagai perlakuan
terhadap ketergantungan alkohol. Selain itu juga kudzu mengandung berbagai zat
yang berfungsi sebagai antidote, antiemetic, antipyretic, antispasmodic, mencegah
iritasi, diaphoretic, febrifuge, hypoglycaemic dan hypotensive. Ramuan bunga
dan umbinya juga digunakan untuk meredakan demam, diare, disentri, gangguan
pencernaan juga migrain dan anginga pectoris (nyeri dada akibat otot jantung
9
kekurangan suplai darah atau oksigen). Tanaman kudzu di Jepang digunakan
untuk membuat lotion, sabun dan kompos. Tanaman kudzu di Indonesia yaitu P.
javanica atau P. phaseoloides yang telah ditanam sejak lama di kebun-kebun
sebagai penutup tanah, fiksasi nitrogen atau pakan ternak, dan fungsi lainnya
sebagai obat atau serat belum banyak diketahui (Valentim & Andrade 2005).
P. javanica merupakan tanaman yang termasuk dalam famili Fabaceae
(polong-polongan). Tanaman ini mampu tumbuh dengan merambat dengan cepat
menyebar secara vegetatif
dan generatif.
Sulur-sulur kudzu dapat tumbuh
sepanjang 20 meter per musim, atau rata-rata 30 cm per hari dan dapat mencapai
panjang maksimal 30 meter. Akar-akarnya gemuk, berukuran diameter 10-20 cm
dan dapat menembus tanah sampai kedalaman 4 meter dengan total berat
mencapai 18 kilogram. Sekurangnya 30 sulur dapat tumbuh dari satu mahkota
tanaman.
Bagian yang digunakan dari P. javanica adalah akarnya yang
mengandung epigallocatechin gallate yang berfungsi sebagai pelindung
ultraviolet terhadap sinar UVA dan UVB (Shapiro et al. 2009).
Tanaman Teh (C. sinensis)
Teh merupakan tanaman yang termasuk dalam famili Theaceae. Genus
camellia, dan jenis Camellia sinensis (Graham 1984). Teh merupakan bahan
minuman yang digemari dan dikonsumsi di berbagai negara serta berbagai lapisan
masyarakat.
Daun teh mengandung lebih dari 700 bahan kimia, di antaranya senyawa
terkait erat dengan kesehatan manusia yaitu flavonoid, asam amino, vitamin (C, E
dan K), kafein dan polisakarida. Teh merupakan sumber alami kafein, teofilin dan
antioksidan dengan kadar lemak, karbohidrat atau protein mendekati nol persen.
Daun teh mengandung epicatechin, catechin, epigallocatechin, epigallocatechin
gallat yang dapat berfungsi sebagai pelindung ultra violet (Shapiro et al. 2009).
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Patologi Serangga, Departemen
Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Penelitian
dilaksanakan dari Februari 2011 sampai Oktober 2011.
Alat dan Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serangga uji
S. litura, SlNPV, daun teh dan akar kudzu, daun kedelai, akuades (distilled
H2O/dH2O), buffer SDS dan kertas tisu.
Alat-alat yang digunakan adalah
sentrifuse, vortex, wadah pembiakan dan pemeliharaan Spodoptera litura, UV
meter, cawan petri, pinset, pipet mikro, tabung reaksi, gelas ukur, lemari
pendingin, autoklaf, timbangan digital, saringan, kuas, dan wadah plastik.
Pemeliharaan Serangga Uji
Serangga S. litura yang digunakan dalam penelitian ini merupakan larva
yang berasal dari lapang yang dipelihara di laboratorium.
Larva S. litura
dipelihara dalam kurungan kasa (40 cm x 30 cm x 10 cm). Larva dipelihara setiap
harinya dan diberi pakan daun talas bebas pestisida sampai instar empat. Larva
dipindahkan ke tempat yang telah diberi serbuk gergaji sebagai media berpupa.
Pupa-pupa yang terbentuk kemudian diletakkan dalam kurungan yang berdiameter
(20 cm x 20 cm) sebagai tempat peletakkan telur bagi imago. Imago diberi
makanan larutan madu yang diserapkan pada segumpal kapas.
Setelah telur
menetas, larva dipindahkan ke dalam kotak plastik lain. Larva tetap dipelihara
sampai generasi kedua. Larva yang digunakan dalam percobaan adalah larva
instar tiga yang sehat dengan ciri-ciri larva aktif bergerak, warna tubuh cerah, dan
tubuh larva tidak lembek. Pakan larva S. litura yang digunakan dalam pengujian
adalah daun kedelai bebas pestisida untuk perlakuan, setelah daun kedelai habis
pakan diganti dengan daun talas.
11
Purifikasi Suspensi Polihedra
Inokulum NPV diperoleh dari larva S. litura yang sakit akibat infeksi
NPV.
Larva yang menunjukkan gejala terserang NPV dikumpulkan dan
dibersihkan dari kotoran yang melekat, kemudian digerus dengan mortar dalam
larutan buffer SDS 0,1%. Suspensi kasar yang diperoleh disentrifugasi dengan
sentrifus Tomy tipe MRX-151 yang bertujuan untuk memisahkan NPV dari
partikel lain, seperti jaringan tubuh serangga, sehingga diperoleh suspensi
polihedra NPV yang murni.
Sentrifugasi pertama yaitu dengan kecepatan 2000 rpm selama 2 menit.
Supernatan dari proses ini dikumpulkan dan disentrifugasi kembali dengan
kecepatan 6000 rpm selama 20 menit.
Supernatan dari
sentrifugasi kedua
dibuang dan endapannya dikumpulkan untuk diresuspensikan. Sentrifugasi ini
dilakukan beberapa kali sampai diperoleh suspensi polihedra yang relatif murni.
Konsentrasi
polihedra
yang
diperoleh
dihitung
dengan
menggunakan
hemositometer. Konsentrasi yang digunakan dalam perlakuan diperoleh dengan
cara mengencerkan suspensi induk dengan air destilata (Shapiro et al. 2009).
Uji Toksisitas SlNPV
Uji pendahuluan dilakukan untuk menentukan taraf konsentrasi dari SlNPV
terhadap larva S. litura.
Penentuan konsentrasi yang digunakan berdasarkan
SlNPV dengan tingkat patogenisitas tertinggi yang dihitung dengan nilai LC50.
Nilai LC50 untuk larva instar III sebesar 4,86 x 103 polihedra inclusion bodies
(PIBs)/ml dan sebagai kontrol digunakan akuades.
Pengujian toksisitas SlNPV terhadap larva S. litura dilakukan dengan
metode kontaminasi pakan.
Ekstrak virus yang diuji dengan lima taraf
konsentrasi mulai dari 4,35 x 107 PIBs/ml dengan pengenceran 10 kali hingga
4,35 x 103 PIBs/ml. Hal ini diharapkan dapat mengakibatkan kematian S. litura
10% sampai 100%.
Metode kontaminasi pakan dilakukan dengan cara
meneteskan 100 µl SlNPV pada daun kedelai yang telah dipotong dengan ukuran
1 x 1 cm. Daun kontrol hanya ditetesi akuades. Daun perlakuan dan kontrol
masing-masing sebanyak satu lembar dimasukkan ke dalam wadah plastik, yang
berisikan satu larva instar tiga S. litura dan diulang tiga kali. Setiap ulangan
12
terdiri atas 30 larva. Pakan diganti setiap hari dengan daun kedelai yang tidak
mengandung NPV. Pengamatan dilakukan setiap hari selama delapan hari.
Jika terdapat kematian S. litura pada kontrol maksimal 5% maka dilakukan
koreksi dengan menggunakan rumus Abbott (1925) sebagai berikut :
Pt = {(P0 – Pc)/(100 – Pc)} x 100%
Pt = % Kematian terkoreksi
P0 = % Kematian kumulatif pada perlakuan
Pc = % Kematian kumulatif pada kontrol
Bahan UV Protektan
Bahan UV protektan yang digunakan dalam penelitian ini adalah akar
P. javanica dan daun teh dalam kemasan celup. Akar P. javanica yang telah
dibersihkan dijemur sampai kering kemudian dihaluskan menggunakan blender
dan disaring menggunakan saringan halus.
Sebanyak 1 g akar P. javanica
diekstrak menggunakan pelarut akuades sebanyak 9 ml. Hasil ekstraksi kemudian
diencerkan sehingga konsentrasinya menjadi 0,1%, 0,5 %, dan 1%.
Daun teh dalam kemasan celup di tumbuk sampai halus menjadi serbuk
kemudian disaring menggunakan saringan halus. Sebanyak 1 g daun teh dalam
kemasan diekstrak menggunakan pelarut akuades sebanyak 9 ml. Hasil ekstraksi
kemudian diencerkan sehingga konsentrasinya menjadi 1% (Shapiro et al. 2009).
Pengaruh Lama Penyinaran Sinar Matahari terhadap Virulensi SlNPV
Intensitas UV yang diukur menggunakan UV meter (Luxtron Electronic
Enterprise Co., Ltd, Taiwan) pada saat perlakuan penjemuran (Gambar 2).
Intensitas sinar UV mulai meningkat pada pukul 11.00 WIB hingga pukul 13.00
WIB dengan tingkat rata-rata lebih dari 2000 µW/cm2. Intensitas tertinggi terjadi
pada pukul 13.00 WIB. Hunter-Fujita et al.(1998) menyatakan bahwa sebagian
besar sinar UV mengenai permukaan bumi antara pukul 09.00-15.00 waktu
setempat. Perlakuan penjemuran dilakukan pada pukul 11.00-14.00 WIB karena
pada waktu tersebut intensitas sinar UV berada pada tingkat tertinggi.
13
Intensitas Sinar UV (µW/cm2)
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
09.00
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
Waktu (WIB)
Gambar 2 Rata-rata intensitas sinar UV dari sinar matahari di Dramaga IPB pada
bulan Juli 2011.
Uji Efektivitas Bahan Tambahan Daun Teh dan P. javanica
Paparan Sinar Matahari
Ekstrak daun teh dan akar kudzu, dari masing-masing konsentrasi diambil 1
ml yang kemudian ditambahkan ke dalam suspensi NPV sebanyak 9 ml dengan
konsentrasi 4,3 x 107 polyhedra/ml (PIB/ml) hingga volume akhir suspensi berisi
1% UV protektan. Sebanyak 10 ml suspensi dituangkan ke dalam cawan petri
yang telah disediakan. Cawan petri tersebut diletakkan dalam keadaan terbuka di
bawah sinar matahari langsung dengan lama penyinaran yang berbeda-beda yaitu
0, 1, 2, dan 3 jam, pada pukul 11.00, 12.00, 13.00, dan 14.00 WIB.
Daun kedelai segar berukuran 1 x 1 cm dicelupkan dalam suspensi NPV
kemudian dikeringanginkan selama 30 detik. Daun kedelai tersebut kemudian
dimasukkan kedalam wadah plastik yang sudah berisi larva S. litura instar tiga.
Setelah pakan habis diganti dengan daun talas yang tidak diberi perlakuan dan
diberikan sesuai kapasitas makan, sehingga larva tidak kekurangan pakan.
Pengamatan dilakukan setiap hari selama delapan hari dan pengamatan kontrol
negatif dihentikan setelah semua larva menjadi pupa.
14
Pengamatan dilakukan dengan menghitung jumlah larva yang mati akibat
perlakuan. Persentase mortalitas larva dihitung dengan menggunakan rumus :
%
Keterangan :
P = Persentase mortalitas larva
n = Jumlah larva yang mati
N = Jumlah larva yang diuji.
Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan yang digunakan dalam pengujian konsentrasi virus
dengan ekstrak daun teh dan akar kudzu P. javanica terhadap mortalitas dan
waktu kematian S. litura adalah Rancangan Acak Lengkap Faktorial dengan tiga
faktor sebanyak tiga ulangan setiap ulangan terdiri dari 30 larva. Faktor pertama
adalah perlakuan virus dengan konsentrasi 4,35 x 107 PIBs/ml dan tanpa virus,
faktor kedua ialah bahan tambahan yaitu P. javanica (0,1%, 0,5%, 1%) dan teh
(1%). Perlakuan yang diberikan yaitu K (akuades, distilled H2O /dH2O), PJ 0,1%
(dH2O + ekstrak akar P. javanica), PJ 0,5% (dH2O + ekstrak akar P. javanica),
PJ 1% (dH2O + ekstrak akar P. javanica), Teh 1% (dH2O + ekstrak daun teh), V
(NPV+ dH2O), VPJ 0,1% (NPV + ekstrak akar P. javanica), VPJ 0,5% (NPV +
ekstrak akar P. javanica), VPJ 1% (NPV + ekstrak akar P. javanica), VT 1%
(NPV + ekstrak daun teh). Sedangkan faktor yang ketiga yaitu waktu pemaparan
di bawah sinar matahari langsung yaitu 0, 1, 2, dan 3 jam.
Analisis Data
Data selanjutnya diolah dengan menggunakan program Statistical Analisis
System (SAS) for Windows versi 9.0 untuk memperoleh analisis ragam dan
dilanjutkan dengan uji selang berganda Duncan pada taraf nyata α = 0,05.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gejala Infeksi SlNPV pada S. litura
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa inokulasi SlNPV dengan
konsentrasi 4,35 x 107 PIBs/ml menyebabkan kematian hingga 100% pada hari
kedelapan setelah perlakuan. Ciri-ciri larva yang tidak terinfeksi pada perlakuan
tanpa menggunakan SlNPV (kontrol negatif) yaitu tubuh larva berwarna cerah,
larva aktif bergerak, tubuh larva tidak lembek dan aktivitas makan normal. Gejala
larva yang terinfeksi SlNPV terlihat bahwa tubuh larva berwarna pucat, larva
tidak aktif bergerak, tubuh larva lembek dapat mengeluarkan cairan berwarna
coklat susu yang mengandung banyak terdapat polihedra dan aktivitas makan
berkurang. Kondisi ini terlihat setelah 24 jam perlakuan.
Gejala infeksi SlNPV pada larva S. litura akan terlihat setelah hari pertama
perlakuan diikuti pada hari berikutnya. Dalam waktu 1 – 2 hari setelah polihedra
tertelan, larva yang terinfeksi akan mengalami gejala abnormal secara morfologis,
fisiologis dan perilakunya. Secara morfologis, hemolimfa ulat yang semula jernih
berubah keruh, tubuh membengkak akibat replikasi atau perbanyakan partikelpartikel virus NPV, dan integumen larva biasanya menjadi lunak, rapuh, dan
mudah sobek. Secara fisiologis, larva tampak berminyak dan terjadi perubahan
warna tubuh menjadi pucat kemerahan, terutama di bagian abdomen.
Larva
cenderung merayap ke pucuk tanaman, berkurangnya kemampuan makan gerakan
yang lambat. Apabila tubuh larva pecah maka akan mengeluarkan cairan kental
berwarna coklat susu, terdapat banyak polihedra pada tubuh serangga yang
terinfeksi SlNPV, kemudian mati dalam keadaan menggantung dengan kaki
semunya pada bagian tanaman (Granados & Federici 1986).
Masa infeksi NPV sampai larva yang terserang mati dipengaruhi oleh
banyak faktor diantaranya umur larva, suhu, dan banyaknya PIB yang tertelan.
Isolat virus yang lebih virulen dapat mematikan larva dalam 2 – 5 hari, tetapi
isolat yang kurang virulen membutuhkan 2 – 3 minggu untuk mematikan
inangnya (Granados & William 1986).
16
Gambar 1 Polihedra SlNPV dengan perbesaran 400x.
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa badan inklusi atau polihedra dapat
dilihat di bawah mikroskop cahaya (Gambar 1).
Polihedra dapat berbentuk
dodecahedra, tetrahedral, kubus, dan tidak beraturan.
Diameter polihedra
berukuran 0,05 – 15,00 μm. Bentuk polihedra tergantung pada jenis serangga
inang yang terinfeksi NPV (Granados & Federici 1986).
Toksisitas SlNPV terhadap Larva S. litura pada Berbagai Jenis Konsentrasi
Uji pendahuluan memberikan hasil taraf konsentrasi untuk perlakuan
(Tabel 1).
Tabel 1
Toksisitas SlNPV terhadap larva S. litura dengan metode perlakuan
pakan (berdasarkan mortalitas kumulatif larva instar dua)
Taraf toksisitas
Konsentrasi
Regresi (Y)
SK95(%)
LC50 (PIBs/ml)
48.6
0.835 + 0.072
31.0 – 73.5
LC95 (PIBs/ml)
4522.3
0.835 + 0.072
2280.7 – 11295.1
1
SK
LC
2
: Selang Kepercayaan
: Lethal concentration untuk tanggap mortalitas
Analisis probit memberikan hasil persamaan regresi yaitu Y = 8.35X + 0.72.
Rata-rata kematian yang dicatat merupakan hasil pengamatan hari ketujuh setelah
aplikasi. Nilai LC50 dari SlNPV adalah 4,86 x 101 PIBs/ml dan LC95 adalah 4,52
x 103 PIBs/ml (Tabel 1).
Dari hasil pengujian terhadap beberapa tingkat konsentrasi, kematian larva
S. litura dimulai pada hari ketiga hingga ketujuh setelah aplikasi. Kematian
17
tertinggi terjadi
t
padaa konsentrassi 4,3 x 107 PIBs/ml seebesar 100 % dan kem
matian
terendah terjadi pada 4,3 x 103 PIBs/ml sebeesar 22 % (G
Gambar 2).
Gambar 2 Rata-rataa kematian S.
S litura pad
da berbagai tingkat konnsentrasi SlN
NPV
Interaksi Antara Baahan Camp
puran Ekstrrak dan Waktu
W
Pemaaparan SlNPV
Intteraksi antaara bahan campuran
c
ekstrak
e
dann waktu pem
maparan SllNPV
diuji denggan sidik raggam (Tabel 2).
Tabel 2 Sidik ragam
m interaksi antara perllakuan bahaan campuraan ekstrak (virus
(
dan ekstrakk) dan waktuu penjemurran
Sumber
Db
Virus
Ekstrak
virus*eksttrak
Jemur
virus*jem
mur
ekstrak*jeemur
virus*eksttrak*jemur
Galat
Total
1
4
4
3
3
12
12
20
39
JK
K
929.63
3
57.12
2
57.12
2
42.70
0
42.70
0
72.55
5
72.55
5
27.00
0
1301.3
37
K
49550.42
10.54
10.54
19.36
19.36
19.11
19.11
F-hitung
Pr>F
P
36666.98
7.81
7.81
14.34
14.34
14.16
14.16
DAN EKSTRAK DAUN TEH (Camellia sinensis L.) DALAM
KEMASAN SEBAGAI PELINDUNG ULTRA VIOLET UNTUK
Spodoptera litura F. NUCLEOPOLYHEDROVIRUS (SlNPV)
REKA PRADANA
DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2012
ABSTRAK
REKA PRADANA. Keefektifan Ekstrak Akar Kudzu (Pueraria javanica) dan
Ekstrak Daun Teh (Camellia sinensis L.) dalam Kemasan sebagai Pelindung Ultra
Violet untuk Spodoptera litura F. Nucleopolyhedrovirus (SlNPV). Dibimbing
oleh R. YAYI MUNARA KUSUMAH.
Kelemahan SlNPV pada saat diaplikasikan di lapangan yaitu menurunnya
keefektifan SlNPV setelah terpapar sinar matahari khususnya sinar ultraviolet.
Sebagai upaya mengatasi hal tersebut perlu dilakukan rekayasa formulasi untuk
meningkatkan keefektifan SlNPV dengan menambahkan senyawa yang bersifat
sebagai pelindung terhadap sinar ultraviolet. Bahan tambahan untuk melindungi
NPV dari sinar matahari diantaranya daun teh dan akar kudzu (P. javanica).
Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh informasi mengenai potensi ekstrak
akar kudzu (P. javanica) dan ekstrak daun teh (C. sinensis) dalam kemasan
sebagai UV protektan NPV. Perlakuan yang diberikan yaitu suspensi SlNPV
ditambah 0,1%, 0,5%, 1% ekstrak akar kudzu (P. javanica) dan 1% ekstrak daun
teh (C. sinensis) kemudian dijemur di bawah sinar matahari dengan waktu
pemaparan 0, 1, 2, dan 3 jam. Suspensi yang telah dijemur diaplikasikan ke daun
kedelai dengan metode celup daun. Larva S. litura instar 3 dimasukkan ke dalam
wadah yang berisi daun yang telah mendapatkan perlakuan virus. Pengamatan
terhadap kematian larva dilakukan setiap hari sampai semua larva mati atau
menjadi pupa. Pada perlakuan dengan bahan tambahan UV protektan, laju
kematian S. litura dalam waktu 5 hari sudah mencapai kematian 100%.
Penambahan kensentrasi perlakuan ekstrak akar kudzu (P. javanica) dan ekstrak
daun teh (C. sinensis) dalam kemasan pada SlNPV efektif digunakan sebagai
pelindung SlNPV dari sinar matahari.
Penelitian menunjukkan bahwa
penambahan ekstrak akar kudzu P. javanica dan daun teh dalam kemasan (C.
sinensis) pada SlNPV efektif digunakan sebagai bahan tambahan dan pelindung
SlNPV dari sinar ultra violet.
Kata Kunci : Spodoptera litura, SlNPV, UV protektan, Teh, Kudzu (P. javanica)
KEEFEKTIFAN EKSTRAK AKAR KUDZU (Pueraria javanica)
DAN EKSTRAK DAUN TEH (Camellia sinensis L.) DALAM
KEMASAN SEBAGAI PELINDUNG ULTRA VIOLET UNTUK
Spodoptera litura F. NUCLEOPOLYHEDROVIRUS (SlNPV)
REKA PRADANA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian di Departemen Proteksi Tanaman
DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2012
Judul
Nama
NIM
: Keefektifan Ekstrak Akar Kudzu (Pueraria javanica) dan
Ekstrak Daun Teh (Camellia sinensis L.) dalam Kemasan
sebagai Pelindung Ultra Violet untuk Spodoptera litura F.
Nucleopolyhedrovirus (SlNPV)
: Reka Pradana
: A34070056
Menyetujui,
Pembimbing
Dr. Ir. R. Yayi Munara Kusumah, M.Si.
NIP 19650905 199002 1 001
Mengetahui,
Ketua Departemen Proteksi Tanaman
Dr. Ir. Abdjad Asih Nawangsih, M.Si.
NIP 19650621 1989100 2 001
Tanggal lulus:
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Rangkasbitung, Banten pada tanggal 18 November
1989. Dari ayah Rohman S.Pd dan ibu Umaryah. Penulis merupakan anak
pertama dari dua bersaudara.
Tahun 2002 penulis menyelesaikan pendidikan sekolah dasar di SDN
Sindang Mulya II. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan ke SLTPN 3
Rangkasbitung dan menyelesaikan masa belajar pada tahun 2004, kemudian pada
tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan ke SMAN 2 Rangkasbitung dan
lulus pada tahun 2007.
Pada tahun yang sama penulis diterima di Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI pada Program Studi
Proteksi Tanaman. Selama menjalani pendidikan di Institut Pertanian Bogor,
pada tahun 2009 sampai 2010 penulis aktif di kepengurusan organisasi Himasita
Departemen Proteksi Tanaman, pada tahun 2010 sampai 2011 aktif dalam
komunitas perkusi IPB.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
rahmat dan karunia yang telah diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan
penyusunan skripsi yang berjudul “Keefektifan Ekstrak Akar Kudzu (Pueraria
javanica) dan Ekstrak Daun Teh (Camellia sinensis) dalam Kemasan sebagai
Pelindung Ultra Violet untuk Spodoptera litura Nucleopolyhedrovirus (NPV)”.
Skripsi ini merupakan syarat untuk memperoleh gelar sarjana pertanian di
Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor. Pada
kesempatan ini penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang tulus kepada:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Keluarga yang selalu memberikan do’a, dorongan, motivasi serta
dukungannya kepada penulis.
Dr. Ir. R. Yayi Munara Kusumah, M.Si., selaku dosen pembimbing skripsi
atas segala bimbingan, arahan, dan saran-sarannya kepada penulis dalam
penyusunan skripsi.
Dr. Ir. Sri Hendrastuti Hidayat, M.Sc., selaku dosen penguji tamu yang
telah memberi bantuan berupa saran maupun motivasi kepada penulis.
Dr. Ir. Teguh Santoso, DEA., selaku kepala laboratorium patologi serangga
yang telah memberi bimbingan dan bantuannya selama penelitian di
Laboratorium Patologi Serangga Departemen Proteksi Tanaman.
Dr. Ir. Dadan Hindayana, M.Sc., selaku dosen pembimbing akademik yang
telah memberi bimbingan akademik selama di Departemen Proteksi
Tanaman.
Seluruh dosen dan staf pegawai di lingkungan Departemen Proteksi
Tanaman atas dukungan dan saran yang diberikan kepada penulis.
Teman-teman Departemen Proteksi Tanaman angkatan 43 khususnya
Ellyta Sariani SP, M. Eldiary Akbar SP, angkatan 44 Dolpina A Ratissa SP,
Lutfi Afifah SP, Agus Setiawan, Gamatriani Markhamah SP, Rizki
Israhayu, Anik Nurhayati SP, angkatan 45, angkatan 46 khususnya Annisa
Nurfajrina, Desy Permatasari dan angkatan 47 khususnya Muhammad
Fauzi syabani serta Dr. Irwan Lakani, SP,M.Si., yang telah membantu
penelitian penulis serta memberikan saran dan motivasi.
Akhirnya ucapan terima kasih penulis ucapkan pada rekan-rekan yang
terlibat dalam proses penyelesaian tugas akhir. Penulis berharap semoga hasil
penelitian ini dapat memberikan manfaat yang sebesar-besarnya bagi yang
memerlukan.
Bogor, Januari 2012
Reka Pradana
ix
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ........................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
x
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................
xi
PENDAHULUAN .......................................................................................
Latar Belakang .................................................................................
Tujuan ..............................................................................................
Manfaat ............................................................................................
Hipotesis...........................................................................................
1
1
3
3
3
TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................................
Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae) ....................................
Morfologi dan Bioekologi .......................................................
Gejala Serangan ......................................................................
Tanaman Inang S. litura ..........................................................
Nucleopolyhedrovirus (NPV) ..........................................................
Morfologi dan Stuktur .............................................................
Spodoptera litura Nucleopolyhedrovirus (SlNPV) ..........................
Patogenisitas............................................................................
Mekanisme Mematikan Inang dan Siklus Hidup NPV
di Alam ....................................................................................
Keunggulan dan Kekurangan SlNPV ......................................
Bahan Pelindung Ultraviolet untuk SlNPV ......................................
Kudzu (Pueraria javanica) ....................................................
Teh (Camellia sinensis) .........................................................
4
4
4
5
5
5
5
6
6
BAHAN DAN METODE ...........................................................................
Tempat dan Waktu ..........................................................................
Alat dan Bahan ................................................................................
Pemeliharaan Serangga Uji .............................................................
Purifikasi Suspensi Polihedra ..........................................................
Uji Toksisitas ..................................................................................
Bahan UV Protektan .......................................................................
Pengaruh Lama Penyinaran terhadap SlNPV ..................................
Uji Efektifitas Bahan Tambahan Akar Kudzu dan Daun Teh .........
Rancangan Percobaan .....................................................................
Analisis Data ....................................................................................
10
10
10
10
11
11
12
12
13
14
14
HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................
Gejala Infeksi SlNPV pada S. litura.................................................
Toksisitas SlNPV terhadap S. litura pada Berbagai
Konsentrasi.......................................................................................
Interaksi Antara Bahan Campuran Ekstrak dan Waktu
Pemaparan SlNPV ............................................................................
15
15
7
7
8
8
9
16
17
x
viii
KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................
23
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................
24
LAMPIRAN .................................................................................................
27
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Toksisitas SlNPV terhadap larva S. litura dengan metode
perlakuan pakan .....................................................................................
16
2 Sidik ragam interaksi antara perlakuan bahan campuran
ekstrak (virus dan ekstrak) dan waktu penjemuran ................................
17
3 Rata-rata kematian larva S. litura setelah perlakuan SlNPV
dan UV protektan pada akhir pengamatan .............................................
18
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Polihedra SlNPV .....................................................................................
16
2 Rata-rata kematian larva S. litura pada berbagai tingkat
konsentrasi SlNPVdan UV protektan pada akhir pengamatan ................
17
3 Laju mortalitas S. litura pada berbagai bahan campuran ekstrak
dengan perlakuan pemaparan UV (a) 0 jam, (b) 1 jam ..........................
20
4 Laju mortalitas S. litura pada berbagai bahan campuran ekstrak
dengan perlakuan pemaparan UV (a) 2 jam, (b) 3 jam ..........................
21
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Tabel persentase rata-rata mortalitas harian larva S. litura 0 jam ............
28
2 Tabel persentase rata-rata mortalitas harian larva S. litura 1 jam ............
28
3 Tabel persentase rata-rata mortalitas harian larva S. litura 2 jam ............
29
4 Tabel persentase rata-rata mortalitas harian larva S. litura 3 jam ............
29
5 Foto larva S. litura ..................................................................................
30
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Produksi kedelai di Indonesia pada tahun 1995 dengan luas panen 1,48 juta
ha dan produksi 1,52 juta ton. Luas panen terus menurun pada tahun 2007
mencapai 31% dengan produksi hanya 592 ribu ton. Kebutuhan kedelai untuk
konsumsi dalam negeri pada tahun 2007 mencapai 1,94 juta ton, sehingga
kekurangannya harus dipenuhi melalui impor yang cukup banyak. Pada tahun
2020, penduduk Indonesia diperkirakan akan mencapai 278 juta jiwa dan
konsumsi kedelai per kapita 9,46 kg/tahun, sehingga dibutuhkan 2,6 juta ton
kedelai (Departemen Pertanian 2008).
Salah satu masalah dalam proses produksi kedelai di Indonesia adalah
gangguan hama. Berdasarkan hasil identifikasi terhadap 9 jenis serangga hama
pemakan daun, ulat grayak (Spodoptera litura F.) merupakan salah satu jenis
hama pemakan daun kedelai yang sangat penting.
Kehilangan hasil akibat
serangan hama tersebut mencapai 80%, bahkan puso jika tidak dikendalikan
(Direktorat Perlindungan Tanaman Pangan 2008).
Di sentra produksi kedelai di daerah Banyuwangi, 90% petani menggunakan
insektisida kimia (Marwoto 1992). Penggunaan insektisida kimia sintetik selain
berdampak positif juga berdampak negatif karena berbahaya bagi serangga non
target serta berbahaya bagi lingkungan dan manusia (Tengkano et al. 1992).
Penggunaan insektisida kimia yang tidak bijaksana di lahan kedelai berdampak
buruk terhadap kelangsungan hidup musuh alami (Endo et al. 1988). Penggunaan
insektisida kimia dapat mengakibatkan munculnya hama baru, resistensi, dan
resurgensi (Armes et al. 1995). Penggunaan insektisida kimia dilakukan untuk
mengendalikan hama pada tanaman kedelai salah satunya adalah S. litura.
Patogen adalah salah satu alternatif pengendalian menggunakan musuh
alami. Terdapat beberapa jenis agens yang menyebabkan penyakit pada serangga,
yaitu bakteri, cendawan, nematoda, protozoa, dan virus. Nucleopolyhedrovirus
(NPV) adalah virus yang menyebabkan polihedrosis pada larva lepidoptera.
Spodoptera litura Nucleopolyhedrovirus (SlNPV) telah banyak digunakan dalam
mengendalikan larva Spodoptera litura (Cough & Ignoffo 1981; Okada 1977;
2
Tanada & Kaya 1993).
spesifik sehingga
lingkungan.
Keunggulan dari penggunaan SlNPV yaitu bersifat
tidak berdampak negatif bagi musuh alami, manusia dan
Penggunaan agens hayati SlNPV sangat berpeluang untuk
menggantikan atau setidaknya mengurangi penggunaan insektisida kimia di lahan
kedelai (Stairs- Fraser, 1981; Bull et al. 1979).
Menurut Smith (1987) dan Young (2003), kelemahan SlNPV pada saat
diaplikasikan di lapangan yaitu menurunnya keefektifan SlNPV setelah terpapar
sinar matahari, khususnya sinar ultraviolet. Sebagai upaya mengatasi hal tersebut
perlu dilakukan rekayasa formulasi untuk memelihara keefektifan SlNPV dengan
menambahkan senyawa yang dapat bersifat sebagai pelindung terhadap sinar
ultraviolet.
Bahan tambahan untuk melindungi NPV dari sinar matahari diantaranya
lignosulfat (Tamez-Guerra et al. 2000), epigallocatechin gallate, caffeic acid,
chlorogenic acid, galat acid, tannic acid, apigenin, naringenin, luteolin, dan
thymonin. Selain bahan-bahan tersebut, beberapa bahan nabati telah digunakan
sebagai UV protektan, contohnya tanaman kudzu (Pueraria lobata) dan teh
(Camellia sinensis). Ekstrak akar kudzu dengan konsentrasi 0,9% dilaporkan
Shapiro
et
al.
(2009)
mampu
melindungi
Spodoptera
exigua
MultiNucleopolihedrovirus dari pemaparan sinar UV, sehingga menyebabkan
kematian serangga uji mencapai 100%. Tanaman kudzu yang mudah ditemukan
di Indonesia adalah spesies Pueraria javanica. Tanaman ini mudah didapatkan di
lapang, merupakan tanaman merambat, dan digunakan sebagai tanaman penutup
tanah.
P. javanica mengandung epigallocatechin gallate yang mampu
melindungi virus dari pemaparan sinar UV. Daun teh 1% dilaporkan Shapiro et
al. (2009) mampu melindungi SeMNPV dari pemaparan sinar UV, sehingga
menyebabkan kematian serangga uji mencapai 94%. Daun teh mengandung
epigallocatechin gallate, caffeic acid, dan apigenin berfungsi sebagai pelindung
ultra violet (Shapiro et al. 2009).
3
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk menguji keefektifan ekstrak akar kudzu
P. javanica dan daun teh C. sinensis dalam kemasan sebagai UV protektan
Nucleopolyhedrovirus (NPV).
Manfaat
Memberikan informasi mengenai potensi ekstrak akar kudzu P. javanica
dan daun teh C. sinensis dalam kemasan sebagai UV protektan NPV.
Hipotesis
Ekstrak akar kudzu P. javanica dan daun teh C. sinensis dalam kemasan
mampu melindungi NPV dari radiasi sinar matahari langsung.
TINJAUAN PUSTAKA
Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae)
Morfologi dan Bioekologi
Spodoptera litura termasuk dalam ordo Lepidoptera, famili Noctuidae,
genus Spodoptera dan spesies litura. Hama ini bersifat polifag mempunyai
kisaran inang yang cukup luas, sehingga sulit dikendalikan. Strategi pengendalian
hama yang efektif dapat disusun dengan mempelajari bioekologi hama (Marwoto
& Suharsono 2008).
Sayap ngengat bagian depan berwarna coklat, dan sayap belakang
berwarna keputihan dengan bercak hitam. Kemampuan terbang ngengat pada
malam hari mencapai 5 km. Telur diletakkan pada bagian daun atau bagian
tanaman lainnya, baik pada tanaman inang maupun bukan inang, bentuk telur
bervariasi. Kelompok telur tertutup bulu seperti beludru yang berasal dari bulubulu tubuh bagian ujung ngengat betina, berwarna kuning kecoklatan, diletakkan
berkelompok masing-masing 25−500 butir (Marwoto & Suharsono 2008).
Larva mempunyai warna yang bervariasi, memiliki kalung (bulan sabit)
berwarna hitam pada segmen abdomen keempat dan kesepuluh. Pada sisi lateral
dorsal terdapat garis kuning. Larva yang baru menetas berwarna hijau muda,
bagian sisi coklat tua atau hitam kecoklatan, dan hidup berkelompok. Beberapa
hari setelah menetas, larva menyebar dengan menggunakan benang sutera dari
mulutnya. Pada siang hari, larva bersembunyi di dalam tanah atau tempat yang
lembab dan menyerang tanaman pada malam hari atau pada intensitas cahaya
matahari yang rendah. Larva berpindah ke tanaman lain secara bergerombol
dalam jumlah besar. Perilaku larva instar akhir mirip larva tanah Agrotis ipsilon,
namun terdapat perbedaan yang cukup mencolok, yaitu pada larva S. litura
terdapat tanda bulan sabit berwarna hijau gelap dengan garis punggung gelap
memanjang. Pada umur dua minggu, panjang larva sekitar 5 cm (Arifin 1988).
Larva berkepompong di dalam tanah, membentuk pupa tanpa rumah pupa
(kokon), berwarna coklat kemerahan dengan panjang sekitar 1,60 cm. Siklus
hidup berkisar antara 30−60 hari (lama stadium telur 2−4 hari). Stadium larva
terdiri atas 5 instar yang berlangsung selama 20−46 hari. Lama stadium pupa
8−11 hari. Seekor ngengat betina dapat meletakkan 2.000−3.000 telur.
5
Larva S. litura tersebar luas di Asia, Pasifik, dan Australia. Di Indonesia,
hama ini terutama menyebar di Nanggroe Aceh Darussalam, Jambi, Sumatera
Selatan, Jawa Barat, Jawa Tengah, DI Yogyakarta, Bali, Nusa Tenggara Barat,
Sulawesi Tengah, Sulawesi Selatan, Maluku, dan Papua (Marwoto & Suharsono
2008).
Gejala serangan
Larva instar awal merusak daun dengan meninggalkan sisa-sisa epidermis
bagian atas dan tulang daun. Larva instar akhir merusak tulang daun dan kadangkadang menyerang polong. Biasanya larva berada di permukaan bawah daun dan
menyerang secara serentak dan berkelompok.
Serangan berat menyebabkan
tanaman gundul karena daun dan buah habis dimakan larva. Serangan berat pada
umumnya terjadi pada musim kemarau, dan menyebabkan defoliasi daun yang
sangat berat (Departemen Pertanian 2008).
Tanaman inang S. litura
Larva S. litura adalah serangga polifag yang dapat menyerang tanaman
pangan maupun tanaman perkebunan. Beberapa tanaman yang dapat diserang
oleh hama ini diantaranya cabai, kubis, padi, jagung, tomat, tebu, buncis, jeruk,
tembakau, bawang merah, terung, kentang, kacang-kacangan (kedelai dan kacang
tanah), kangkung, bayam dan pisang.
Selain itu tanaman hias dan gulma
(Limnocharis sp., Passiflora foetida, Ageratum sp., Cleome sp., Clibadium sp. dan
Trema sp) juga dapat diserang oleh hama ini (Departemen Pertanian 2008).
Nucleopolyhedrovirus (NPV)
Morfologi dan Struktur
Nucleopolyhedrovirus merupakan salah satu anggota genus Baculovirus,
famili Baculoviridae.
Famili Baculoviridae terdiri dari tiga genus, yaitu
Nucleopolyhedrovirus (NPV), Granulovirus (GV) dan Non-occluded baculovirus
(Murphy et al. 1995).
6
Badan inklusi merupakan kristal matriks protein dengan bentuk yang tidak
beraturan. Matriks protein ini yang menyelimuti partikel virus. Matriks protein
inilah yang disebut dengan Polyhedral Inclusion Body (PIB) (Ahmad et al. 2008).
Polyhedral Inclusion Body dapat dilihat dengan mikroskop cahaya. Kerapatan
PIB dalam suatu larutan digunakan sebagai satuan untuk menentukan konsentrasi
dan dosis NPV. Diameter polyhedra berukuran antara 0,05 – 15,00 µm. Bentuk
polyhedra tergantung pada jenis serangga inang yang terinfeksi NPV (Maddox
1975). Partikel NPV yang terdapat dalam PIB berbentuk tongkat dengan ukuran
sekitar panjang 336 nm dan berdiameter 62 nm. Virion terbungkus oleh membran
yang disebut amplop, jika dalam satu amplop terkandung satu partikel virus
disebut single nukleokapsid (SNPV). Jika dalam satu amplop terkandung lebih
dari satu partikel virus ini disebut multi nukleokapsid (MNPV) (Tanada & Kaya,
1993). Pada umumnya SNPV mempunyai inang yang lebih spesifik dibandingkan
dengan MNPV (Ignoffo & Couch 1981). Menurut (Tisley & Kelly 1985) ciri
khas NPV adalah adanya nukleokapsid berbentuk batang yang mengandung
untaian ganda deoxiribonucleic acid (DNA) yang panjangnya 250 – 400 nm dan
lebar 40 – 70 nm.
Spodoptera litura Nucleopolyhedrovirus (SlNPV)
Patogenisitas
Spodoptera litura Nucleopolyhedrovirus ditemukan dalam berbagai
jaringan seperti hemolimfa, badan lemak, hipodermis dan matriks trakea. Larva
yang terinfeksi SlNPV menunjukan gejala seperti, tubuhnya tampak berminyak,
disertai dengan pembengkakan dan warnanya berubah menjadi pucat kemerahan.
Gejala khas di lapangan, larva merayap ke pucuk tanaman kemudian mati dalam
keadaan menggantung dengan tungkai semunya menempel pada bagian tanaman.
Integumen larva mengalami lisis dan disintegrasi sehingga menjadi sangat rapuh.
Apabila sobek, dari dalam tubuh larva keluar cairan hemolimfa yang mengandung
banyak polihedra (Arifin 1993).
Nilai LC50 dan LC90 SlNPV untuk larva instar III, masing-masing sebesar
5,4 X 103 dan 4,1 X 104 polyhedra inclusion bodies (PIBs)/ml. Semakin muda
7
instar larva, semakin rentan terhadap SlNPV. Tingkat kerentanan larva instar I
100 kali lebih tinggi daripada larva instar V (Arifin 1993).
Mekanisme Mematikan Inang dan Siklus Hidup NPV di Alam
Proses infeksi NPV dimulai dengan tertelannya polihedra bersama pakan.
Di dalam saluran pencernaan yang memiliki pH basa (pH 9,0-10,5), selubung
polihedra larut sehingga membebaskan virion. Virion menginfeksi sel-sel saluran
pencernaan kemudian menembus dinding saluran dan masuk ke dalam rongga
tubuh. Dalam waktu 1-2 hari setelah polihedra tertelan, hemolimfa yang semula
jernih berubah menjadi keruh karena banyak mengandung polihedra. Larva instar
awal mati dalam dua hari, sedangkan larva instar akhir mati dalam 4-9 hari setelah
polihedra tertelan (Ignoffo & Couch 1981; Deacon 1983). Polyhedra Inclusion
Body dalam tubuh larva yang terserang ukurannya bervariasi tergantung pada
perkembangan stadium larva, tetapi pada beberapa jenis NPV, sebagian besar
polyhedra memiliki ukuran dan stadium pematangan yang hampir sama
(Granados & Federici 1986).
Keunggulan dan Kekurangan SlNPV
Spodoptera litura Nucleopolyhedrovirus berpotensi untuk dijadikan
bioinsektisida karena memiliki beberapa sifat yang menguntungkan antara lain :
(a) bersifat spesifik terhadap serangga sasaran sehingga aman bagi musuh alami,
(b) tidak menimbulkan residu berbahaya, (c) efektif terhadap inang atau hama
sasaran yang sudah resisten terhadap insektisida kimia, dan (d) kompatibel dengan
komponen pengendalian hama yang lain, termasuk insektisida kimia (Smith
1987).
Menurut Smith (1987) dan Young (2003), kelemahan SlNPV pada saat
diaplikasikan di lapangan yaitu menurunnya keefektifan SlNPV setelah terpapar
sinar matahari, khususnya sinar ultraviolet.
Arifin 1993 melaporkan bahwa
bahwa dosis 1,5 x 1012 PIBs/ha yang semula dinyatakan efektif terhadap ulat
grayak di rumah kaca dengan tingkat kematian larva 73%, menurun menjadi 33%
apabila diaplikasikan ke lapang. Salah satu faktor penyebab menurunnya tingkat
efektivitas SlNPV adalah sifatnya yang peka terhadap radiasi sinar surya.
8
Bahan Pelindung Ultraviolet untuk SlNPV
Untuk mencegah terjadinya inaktivasi karena radiasi sinar ultraviolet,
beberapa bahan pelindung telah digunakan, antara lain karbon, pewarna dengan
bahan dasar karbon, alumunium oksida, titanium dioksida, lempung, tepung, dan
bahan flourescent, seperti polyflavonoids dan bahan pemutih (Ignoffo & Couch,
1981). Bahan tambahan untuk melindungi NPV dari sinar matahari diantaranya
lignosulfat (Tamez-Guerra et al. 2000), epigallocatechin gallate, caffeic acid,
chlorogenic acid, galat acid, tannic acid, apigenin, naringenin, luteolin, dan
thymonin. Selain bahan-bahan tersebut, beberapa bahan nabati telah digunakan
sebagai UV protektan, contohnya tanaman kudzu (Pueraria lobata) dan teh
(Camellia sinensis) (Shapiro et al. 2009).
Tanaman kudzu yang mudah
ditemukan di Indonesia adalah spesies Pueraria javanica. Tanaman ini mudah
didapatkan di lapang, merupakan tanaman merambat, dan digunakan sebagai
tanaman penutup tanah. P. javanica mengandung epigallocatechin gallate.
Daun teh mudah diperoleh dan banyak dipasarkan. Daun teh (C. sinensis)
mengandung epigallocatechin gallate, caffeic acid, dan apigenin berfungsi
sebagai pelindung UVA dan UVB (Shapiro et al. 2009).
Ultraviolet A memiliki panjang gelombang antara 320-400 nm, UV B
antara 290 dan 320 nm. UV C berkisar antara 250-280 nm, diserap oleh lapisan
ozon dan tidak mencapai bumi (Sajap et al. 2007).
Tanaman Kudzu (P. javanica)
Tanaman kudzu di beberapa negara tropis telah dimanfaatkan dan
dibudidayakan sebagai pencegah erosi, obat-obatan, penutup tanah, pakan ternak,
pupuk hijau, serta seratnya telah dimanfaatkan sebagai bahan kerajinan, tali dan
kertas. Bagian umbi, daun dan bunga dapat diolah menjadi makanan. Akar dan
bunganya mengandung zat daidzin yang dapat digunakan sebagai perlakuan
terhadap ketergantungan alkohol. Selain itu juga kudzu mengandung berbagai zat
yang berfungsi sebagai antidote, antiemetic, antipyretic, antispasmodic, mencegah
iritasi, diaphoretic, febrifuge, hypoglycaemic dan hypotensive. Ramuan bunga
dan umbinya juga digunakan untuk meredakan demam, diare, disentri, gangguan
pencernaan juga migrain dan anginga pectoris (nyeri dada akibat otot jantung
9
kekurangan suplai darah atau oksigen). Tanaman kudzu di Jepang digunakan
untuk membuat lotion, sabun dan kompos. Tanaman kudzu di Indonesia yaitu P.
javanica atau P. phaseoloides yang telah ditanam sejak lama di kebun-kebun
sebagai penutup tanah, fiksasi nitrogen atau pakan ternak, dan fungsi lainnya
sebagai obat atau serat belum banyak diketahui (Valentim & Andrade 2005).
P. javanica merupakan tanaman yang termasuk dalam famili Fabaceae
(polong-polongan). Tanaman ini mampu tumbuh dengan merambat dengan cepat
menyebar secara vegetatif
dan generatif.
Sulur-sulur kudzu dapat tumbuh
sepanjang 20 meter per musim, atau rata-rata 30 cm per hari dan dapat mencapai
panjang maksimal 30 meter. Akar-akarnya gemuk, berukuran diameter 10-20 cm
dan dapat menembus tanah sampai kedalaman 4 meter dengan total berat
mencapai 18 kilogram. Sekurangnya 30 sulur dapat tumbuh dari satu mahkota
tanaman.
Bagian yang digunakan dari P. javanica adalah akarnya yang
mengandung epigallocatechin gallate yang berfungsi sebagai pelindung
ultraviolet terhadap sinar UVA dan UVB (Shapiro et al. 2009).
Tanaman Teh (C. sinensis)
Teh merupakan tanaman yang termasuk dalam famili Theaceae. Genus
camellia, dan jenis Camellia sinensis (Graham 1984). Teh merupakan bahan
minuman yang digemari dan dikonsumsi di berbagai negara serta berbagai lapisan
masyarakat.
Daun teh mengandung lebih dari 700 bahan kimia, di antaranya senyawa
terkait erat dengan kesehatan manusia yaitu flavonoid, asam amino, vitamin (C, E
dan K), kafein dan polisakarida. Teh merupakan sumber alami kafein, teofilin dan
antioksidan dengan kadar lemak, karbohidrat atau protein mendekati nol persen.
Daun teh mengandung epicatechin, catechin, epigallocatechin, epigallocatechin
gallat yang dapat berfungsi sebagai pelindung ultra violet (Shapiro et al. 2009).
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Patologi Serangga, Departemen
Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Penelitian
dilaksanakan dari Februari 2011 sampai Oktober 2011.
Alat dan Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serangga uji
S. litura, SlNPV, daun teh dan akar kudzu, daun kedelai, akuades (distilled
H2O/dH2O), buffer SDS dan kertas tisu.
Alat-alat yang digunakan adalah
sentrifuse, vortex, wadah pembiakan dan pemeliharaan Spodoptera litura, UV
meter, cawan petri, pinset, pipet mikro, tabung reaksi, gelas ukur, lemari
pendingin, autoklaf, timbangan digital, saringan, kuas, dan wadah plastik.
Pemeliharaan Serangga Uji
Serangga S. litura yang digunakan dalam penelitian ini merupakan larva
yang berasal dari lapang yang dipelihara di laboratorium.
Larva S. litura
dipelihara dalam kurungan kasa (40 cm x 30 cm x 10 cm). Larva dipelihara setiap
harinya dan diberi pakan daun talas bebas pestisida sampai instar empat. Larva
dipindahkan ke tempat yang telah diberi serbuk gergaji sebagai media berpupa.
Pupa-pupa yang terbentuk kemudian diletakkan dalam kurungan yang berdiameter
(20 cm x 20 cm) sebagai tempat peletakkan telur bagi imago. Imago diberi
makanan larutan madu yang diserapkan pada segumpal kapas.
Setelah telur
menetas, larva dipindahkan ke dalam kotak plastik lain. Larva tetap dipelihara
sampai generasi kedua. Larva yang digunakan dalam percobaan adalah larva
instar tiga yang sehat dengan ciri-ciri larva aktif bergerak, warna tubuh cerah, dan
tubuh larva tidak lembek. Pakan larva S. litura yang digunakan dalam pengujian
adalah daun kedelai bebas pestisida untuk perlakuan, setelah daun kedelai habis
pakan diganti dengan daun talas.
11
Purifikasi Suspensi Polihedra
Inokulum NPV diperoleh dari larva S. litura yang sakit akibat infeksi
NPV.
Larva yang menunjukkan gejala terserang NPV dikumpulkan dan
dibersihkan dari kotoran yang melekat, kemudian digerus dengan mortar dalam
larutan buffer SDS 0,1%. Suspensi kasar yang diperoleh disentrifugasi dengan
sentrifus Tomy tipe MRX-151 yang bertujuan untuk memisahkan NPV dari
partikel lain, seperti jaringan tubuh serangga, sehingga diperoleh suspensi
polihedra NPV yang murni.
Sentrifugasi pertama yaitu dengan kecepatan 2000 rpm selama 2 menit.
Supernatan dari proses ini dikumpulkan dan disentrifugasi kembali dengan
kecepatan 6000 rpm selama 20 menit.
Supernatan dari
sentrifugasi kedua
dibuang dan endapannya dikumpulkan untuk diresuspensikan. Sentrifugasi ini
dilakukan beberapa kali sampai diperoleh suspensi polihedra yang relatif murni.
Konsentrasi
polihedra
yang
diperoleh
dihitung
dengan
menggunakan
hemositometer. Konsentrasi yang digunakan dalam perlakuan diperoleh dengan
cara mengencerkan suspensi induk dengan air destilata (Shapiro et al. 2009).
Uji Toksisitas SlNPV
Uji pendahuluan dilakukan untuk menentukan taraf konsentrasi dari SlNPV
terhadap larva S. litura.
Penentuan konsentrasi yang digunakan berdasarkan
SlNPV dengan tingkat patogenisitas tertinggi yang dihitung dengan nilai LC50.
Nilai LC50 untuk larva instar III sebesar 4,86 x 103 polihedra inclusion bodies
(PIBs)/ml dan sebagai kontrol digunakan akuades.
Pengujian toksisitas SlNPV terhadap larva S. litura dilakukan dengan
metode kontaminasi pakan.
Ekstrak virus yang diuji dengan lima taraf
konsentrasi mulai dari 4,35 x 107 PIBs/ml dengan pengenceran 10 kali hingga
4,35 x 103 PIBs/ml. Hal ini diharapkan dapat mengakibatkan kematian S. litura
10% sampai 100%.
Metode kontaminasi pakan dilakukan dengan cara
meneteskan 100 µl SlNPV pada daun kedelai yang telah dipotong dengan ukuran
1 x 1 cm. Daun kontrol hanya ditetesi akuades. Daun perlakuan dan kontrol
masing-masing sebanyak satu lembar dimasukkan ke dalam wadah plastik, yang
berisikan satu larva instar tiga S. litura dan diulang tiga kali. Setiap ulangan
12
terdiri atas 30 larva. Pakan diganti setiap hari dengan daun kedelai yang tidak
mengandung NPV. Pengamatan dilakukan setiap hari selama delapan hari.
Jika terdapat kematian S. litura pada kontrol maksimal 5% maka dilakukan
koreksi dengan menggunakan rumus Abbott (1925) sebagai berikut :
Pt = {(P0 – Pc)/(100 – Pc)} x 100%
Pt = % Kematian terkoreksi
P0 = % Kematian kumulatif pada perlakuan
Pc = % Kematian kumulatif pada kontrol
Bahan UV Protektan
Bahan UV protektan yang digunakan dalam penelitian ini adalah akar
P. javanica dan daun teh dalam kemasan celup. Akar P. javanica yang telah
dibersihkan dijemur sampai kering kemudian dihaluskan menggunakan blender
dan disaring menggunakan saringan halus.
Sebanyak 1 g akar P. javanica
diekstrak menggunakan pelarut akuades sebanyak 9 ml. Hasil ekstraksi kemudian
diencerkan sehingga konsentrasinya menjadi 0,1%, 0,5 %, dan 1%.
Daun teh dalam kemasan celup di tumbuk sampai halus menjadi serbuk
kemudian disaring menggunakan saringan halus. Sebanyak 1 g daun teh dalam
kemasan diekstrak menggunakan pelarut akuades sebanyak 9 ml. Hasil ekstraksi
kemudian diencerkan sehingga konsentrasinya menjadi 1% (Shapiro et al. 2009).
Pengaruh Lama Penyinaran Sinar Matahari terhadap Virulensi SlNPV
Intensitas UV yang diukur menggunakan UV meter (Luxtron Electronic
Enterprise Co., Ltd, Taiwan) pada saat perlakuan penjemuran (Gambar 2).
Intensitas sinar UV mulai meningkat pada pukul 11.00 WIB hingga pukul 13.00
WIB dengan tingkat rata-rata lebih dari 2000 µW/cm2. Intensitas tertinggi terjadi
pada pukul 13.00 WIB. Hunter-Fujita et al.(1998) menyatakan bahwa sebagian
besar sinar UV mengenai permukaan bumi antara pukul 09.00-15.00 waktu
setempat. Perlakuan penjemuran dilakukan pada pukul 11.00-14.00 WIB karena
pada waktu tersebut intensitas sinar UV berada pada tingkat tertinggi.
13
Intensitas Sinar UV (µW/cm2)
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
09.00
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
Waktu (WIB)
Gambar 2 Rata-rata intensitas sinar UV dari sinar matahari di Dramaga IPB pada
bulan Juli 2011.
Uji Efektivitas Bahan Tambahan Daun Teh dan P. javanica
Paparan Sinar Matahari
Ekstrak daun teh dan akar kudzu, dari masing-masing konsentrasi diambil 1
ml yang kemudian ditambahkan ke dalam suspensi NPV sebanyak 9 ml dengan
konsentrasi 4,3 x 107 polyhedra/ml (PIB/ml) hingga volume akhir suspensi berisi
1% UV protektan. Sebanyak 10 ml suspensi dituangkan ke dalam cawan petri
yang telah disediakan. Cawan petri tersebut diletakkan dalam keadaan terbuka di
bawah sinar matahari langsung dengan lama penyinaran yang berbeda-beda yaitu
0, 1, 2, dan 3 jam, pada pukul 11.00, 12.00, 13.00, dan 14.00 WIB.
Daun kedelai segar berukuran 1 x 1 cm dicelupkan dalam suspensi NPV
kemudian dikeringanginkan selama 30 detik. Daun kedelai tersebut kemudian
dimasukkan kedalam wadah plastik yang sudah berisi larva S. litura instar tiga.
Setelah pakan habis diganti dengan daun talas yang tidak diberi perlakuan dan
diberikan sesuai kapasitas makan, sehingga larva tidak kekurangan pakan.
Pengamatan dilakukan setiap hari selama delapan hari dan pengamatan kontrol
negatif dihentikan setelah semua larva menjadi pupa.
14
Pengamatan dilakukan dengan menghitung jumlah larva yang mati akibat
perlakuan. Persentase mortalitas larva dihitung dengan menggunakan rumus :
%
Keterangan :
P = Persentase mortalitas larva
n = Jumlah larva yang mati
N = Jumlah larva yang diuji.
Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan yang digunakan dalam pengujian konsentrasi virus
dengan ekstrak daun teh dan akar kudzu P. javanica terhadap mortalitas dan
waktu kematian S. litura adalah Rancangan Acak Lengkap Faktorial dengan tiga
faktor sebanyak tiga ulangan setiap ulangan terdiri dari 30 larva. Faktor pertama
adalah perlakuan virus dengan konsentrasi 4,35 x 107 PIBs/ml dan tanpa virus,
faktor kedua ialah bahan tambahan yaitu P. javanica (0,1%, 0,5%, 1%) dan teh
(1%). Perlakuan yang diberikan yaitu K (akuades, distilled H2O /dH2O), PJ 0,1%
(dH2O + ekstrak akar P. javanica), PJ 0,5% (dH2O + ekstrak akar P. javanica),
PJ 1% (dH2O + ekstrak akar P. javanica), Teh 1% (dH2O + ekstrak daun teh), V
(NPV+ dH2O), VPJ 0,1% (NPV + ekstrak akar P. javanica), VPJ 0,5% (NPV +
ekstrak akar P. javanica), VPJ 1% (NPV + ekstrak akar P. javanica), VT 1%
(NPV + ekstrak daun teh). Sedangkan faktor yang ketiga yaitu waktu pemaparan
di bawah sinar matahari langsung yaitu 0, 1, 2, dan 3 jam.
Analisis Data
Data selanjutnya diolah dengan menggunakan program Statistical Analisis
System (SAS) for Windows versi 9.0 untuk memperoleh analisis ragam dan
dilanjutkan dengan uji selang berganda Duncan pada taraf nyata α = 0,05.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gejala Infeksi SlNPV pada S. litura
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa inokulasi SlNPV dengan
konsentrasi 4,35 x 107 PIBs/ml menyebabkan kematian hingga 100% pada hari
kedelapan setelah perlakuan. Ciri-ciri larva yang tidak terinfeksi pada perlakuan
tanpa menggunakan SlNPV (kontrol negatif) yaitu tubuh larva berwarna cerah,
larva aktif bergerak, tubuh larva tidak lembek dan aktivitas makan normal. Gejala
larva yang terinfeksi SlNPV terlihat bahwa tubuh larva berwarna pucat, larva
tidak aktif bergerak, tubuh larva lembek dapat mengeluarkan cairan berwarna
coklat susu yang mengandung banyak terdapat polihedra dan aktivitas makan
berkurang. Kondisi ini terlihat setelah 24 jam perlakuan.
Gejala infeksi SlNPV pada larva S. litura akan terlihat setelah hari pertama
perlakuan diikuti pada hari berikutnya. Dalam waktu 1 – 2 hari setelah polihedra
tertelan, larva yang terinfeksi akan mengalami gejala abnormal secara morfologis,
fisiologis dan perilakunya. Secara morfologis, hemolimfa ulat yang semula jernih
berubah keruh, tubuh membengkak akibat replikasi atau perbanyakan partikelpartikel virus NPV, dan integumen larva biasanya menjadi lunak, rapuh, dan
mudah sobek. Secara fisiologis, larva tampak berminyak dan terjadi perubahan
warna tubuh menjadi pucat kemerahan, terutama di bagian abdomen.
Larva
cenderung merayap ke pucuk tanaman, berkurangnya kemampuan makan gerakan
yang lambat. Apabila tubuh larva pecah maka akan mengeluarkan cairan kental
berwarna coklat susu, terdapat banyak polihedra pada tubuh serangga yang
terinfeksi SlNPV, kemudian mati dalam keadaan menggantung dengan kaki
semunya pada bagian tanaman (Granados & Federici 1986).
Masa infeksi NPV sampai larva yang terserang mati dipengaruhi oleh
banyak faktor diantaranya umur larva, suhu, dan banyaknya PIB yang tertelan.
Isolat virus yang lebih virulen dapat mematikan larva dalam 2 – 5 hari, tetapi
isolat yang kurang virulen membutuhkan 2 – 3 minggu untuk mematikan
inangnya (Granados & William 1986).
16
Gambar 1 Polihedra SlNPV dengan perbesaran 400x.
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa badan inklusi atau polihedra dapat
dilihat di bawah mikroskop cahaya (Gambar 1).
Polihedra dapat berbentuk
dodecahedra, tetrahedral, kubus, dan tidak beraturan.
Diameter polihedra
berukuran 0,05 – 15,00 μm. Bentuk polihedra tergantung pada jenis serangga
inang yang terinfeksi NPV (Granados & Federici 1986).
Toksisitas SlNPV terhadap Larva S. litura pada Berbagai Jenis Konsentrasi
Uji pendahuluan memberikan hasil taraf konsentrasi untuk perlakuan
(Tabel 1).
Tabel 1
Toksisitas SlNPV terhadap larva S. litura dengan metode perlakuan
pakan (berdasarkan mortalitas kumulatif larva instar dua)
Taraf toksisitas
Konsentrasi
Regresi (Y)
SK95(%)
LC50 (PIBs/ml)
48.6
0.835 + 0.072
31.0 – 73.5
LC95 (PIBs/ml)
4522.3
0.835 + 0.072
2280.7 – 11295.1
1
SK
LC
2
: Selang Kepercayaan
: Lethal concentration untuk tanggap mortalitas
Analisis probit memberikan hasil persamaan regresi yaitu Y = 8.35X + 0.72.
Rata-rata kematian yang dicatat merupakan hasil pengamatan hari ketujuh setelah
aplikasi. Nilai LC50 dari SlNPV adalah 4,86 x 101 PIBs/ml dan LC95 adalah 4,52
x 103 PIBs/ml (Tabel 1).
Dari hasil pengujian terhadap beberapa tingkat konsentrasi, kematian larva
S. litura dimulai pada hari ketiga hingga ketujuh setelah aplikasi. Kematian
17
tertinggi terjadi
t
padaa konsentrassi 4,3 x 107 PIBs/ml seebesar 100 % dan kem
matian
terendah terjadi pada 4,3 x 103 PIBs/ml sebeesar 22 % (G
Gambar 2).
Gambar 2 Rata-rataa kematian S.
S litura pad
da berbagai tingkat konnsentrasi SlN
NPV
Interaksi Antara Baahan Camp
puran Ekstrrak dan Waktu
W
Pemaaparan SlNPV
Intteraksi antaara bahan campuran
c
ekstrak
e
dann waktu pem
maparan SllNPV
diuji denggan sidik raggam (Tabel 2).
Tabel 2 Sidik ragam
m interaksi antara perllakuan bahaan campuraan ekstrak (virus
(
dan ekstrakk) dan waktuu penjemurran
Sumber
Db
Virus
Ekstrak
virus*eksttrak
Jemur
virus*jem
mur
ekstrak*jeemur
virus*eksttrak*jemur
Galat
Total
1
4
4
3
3
12
12
20
39
JK
K
929.63
3
57.12
2
57.12
2
42.70
0
42.70
0
72.55
5
72.55
5
27.00
0
1301.3
37
K
49550.42
10.54
10.54
19.36
19.36
19.11
19.11
F-hitung
Pr>F
P
36666.98
7.81
7.81
14.34
14.34
14.16
14.16